JPH0731965B2 - 真空断続器用の電気接点部材及びその製造方法 - Google Patents
真空断続器用の電気接点部材及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0731965B2 JPH0731965B2 JP58241826A JP24182683A JPH0731965B2 JP H0731965 B2 JPH0731965 B2 JP H0731965B2 JP 58241826 A JP58241826 A JP 58241826A JP 24182683 A JP24182683 A JP 24182683A JP H0731965 B2 JPH0731965 B2 JP H0731965B2
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- Japan
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- component
- density
- copper
- conductive
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/0203—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
- H01H1/0206—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches containing as major components Cu and Cr
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、真空断続器用の電気接点部材及びその製造方
法に関する。真空断続器は、回路保護装置であり、密閉
された外被と、外被内部に運動自在に配設されて電流を
断続する接点とから成る。外被内部に封入されている電
気接点構造体は、極めて大きな電流を効率良く搬送する
ものでなければならず、接点を閉成して電流搬送位置に
置いたときの抵抗値が低いものでなければならない。電
流を切った際に、接点材料の幾分かが蒸発するが、切断
時又はアーク発生時における接点腐食を最小限度に抑え
るなるような接点材料が選定される。
法に関する。真空断続器は、回路保護装置であり、密閉
された外被と、外被内部に運動自在に配設されて電流を
断続する接点とから成る。外被内部に封入されている電
気接点構造体は、極めて大きな電流を効率良く搬送する
ものでなければならず、接点を閉成して電流搬送位置に
置いたときの抵抗値が低いものでなければならない。電
流を切った際に、接点材料の幾分かが蒸発するが、切断
時又はアーク発生時における接点腐食を最小限度に抑え
るなるような接点材料が選定される。
真空断続器で広く使用されている接点材料は、米国特許
第3,818,163号明細書に記載されたクロムが母材で銅を
含浸させた接点材料である。この種のクロム−銅接点
は、低い抵抗値と、この種の接点としては望ましい大き
な電流搬送容量と、長寿命を持つために必要な耐溶着特
性及びアーク腐食耐性とを持っている。高密度クロム−
銅系接点材料及びその製造方法は、米国特許第4,032,30
1号及び第4,190,753号明細書に開示されている。
第3,818,163号明細書に記載されたクロムが母材で銅を
含浸させた接点材料である。この種のクロム−銅接点
は、低い抵抗値と、この種の接点としては望ましい大き
な電流搬送容量と、長寿命を持つために必要な耐溶着特
性及びアーク腐食耐性とを持っている。高密度クロム−
銅系接点材料及びその製造方法は、米国特許第4,032,30
1号及び第4,190,753号明細書に開示されている。
真空断続器の電気接点は、通常は銅製の導電性支持ロッ
ドまたは支持ステムによって密閉外被の内部に支持され
ている。銅製の支持ロッドまたは支持ステムは、製造
時、電気接点の背面と電気接続する必要があり、通常は
ろうづけによって接続する。直径の大きなクロム−銅接
点を製造する場合、製造された接点の内部の空隙率を均
一にすることは困難であることが判明している。中央部
分と空隙率の高い区域が形成されることが多く、接点の
中央部分の背面に支持ステムをろうづけしなければなら
ない。空隙率の高い区域が存在すると、ろうづけ材料が
接点構造体の内部に吸収されて、接点とステムとのろう
づけによる接合が弱くなる可能性がある。真空断続器の
電気接点は、接点閉成に際して、大きな衝撃力を受ける
ので、支持ステムと接点の間のろうづけ部が健全である
ことは、衝撃力に耐える上で必須の要件となる。
ドまたは支持ステムによって密閉外被の内部に支持され
ている。銅製の支持ロッドまたは支持ステムは、製造
時、電気接点の背面と電気接続する必要があり、通常は
ろうづけによって接続する。直径の大きなクロム−銅接
点を製造する場合、製造された接点の内部の空隙率を均
一にすることは困難であることが判明している。中央部
分と空隙率の高い区域が形成されることが多く、接点の
中央部分の背面に支持ステムをろうづけしなければなら
ない。空隙率の高い区域が存在すると、ろうづけ材料が
接点構造体の内部に吸収されて、接点とステムとのろう
づけによる接合が弱くなる可能性がある。真空断続器の
電気接点は、接点閉成に際して、大きな衝撃力を受ける
ので、支持ステムと接点の間のろうづけ部が健全である
ことは、衝撃力に耐える上で必須の要件となる。
真空断続器では、他の種類の接点材料も使用されてお
り、高温度に耐える金属または合金を第１成分とし、第
２成分として導電性の高い金属または合金を用いるのが
普通である。この種の接点では、高温度に耐える成分と
してタングステンまたは炭化タングステンを用い、導電
性の高い成分として銅または銀を用いる。
り、高温度に耐える金属または合金を第１成分とし、第
２成分として導電性の高い金属または合金を用いるのが
普通である。この種の接点では、高温度に耐える成分と
してタングステンまたは炭化タングステンを用い、導電
性の高い成分として銅または銀を用いる。
本発明によると、高温に耐える導電性の第１成分と導電
性の高い第２成分とから成る焼結体で構成され、ろうづ
けにより導電性支持ステムに電気的に接続可能な、ほぼ
円板形の真空断続器用電気接点部材であって、アーク発
生側とは反対の接点の面に高密度接点部分を有し、この
高密度接点部分が接点の本体内に延びており、このため
接点部材を導電性支持ステムとろうづけできることを特
徴とする接点部材が提供される。
性の高い第２成分とから成る焼結体で構成され、ろうづ
けにより導電性支持ステムに電気的に接続可能な、ほぼ
円板形の真空断続器用電気接点部材であって、アーク発
生側とは反対の接点の面に高密度接点部分を有し、この
高密度接点部分が接点の本体内に延びており、このため
接点部材を導電性支持ステムとろうづけできることを特
徴とする接点部材が提供される。
本発明によれば、さらに、高温に耐える導電性の第１成
分と導電性の高い第２成分とから成り、ほぼ円板形であ
ってアーク発生面とは反対側の面を導電性支持ステムと
ろうづけできる構造の真空断続器用電気接点部材の製造
方法であって、（ａ）高温に耐える導電性の第１成分と
導電性の高い第２成分の混合粉末から高密度の円板形の
塊状片を形成し、（ｂ）接点成形容器に入れた高温に耐
える導電性の第１成分より成る粉末の内部に高密度の円
板形塊状片を粉末の一方の表面から僅かに離隔させて配
置し、（ｃ）塊状片及び粉末を成形容器内で焼結させ
て、前記塊状片より成る高密度部分を持つ電気接点部材
を形成し、（ｄ）導電性の高い第２成分を焼結成形され
た電気接点部材に含浸させて、電気接点部材の密度の低
い部分が所望濃度の導電性の高い第２成分を含有するよ
うにした電気接点部材の製造方法が提供される。
分と導電性の高い第２成分とから成り、ほぼ円板形であ
ってアーク発生面とは反対側の面を導電性支持ステムと
ろうづけできる構造の真空断続器用電気接点部材の製造
方法であって、（ａ）高温に耐える導電性の第１成分と
導電性の高い第２成分の混合粉末から高密度の円板形の
塊状片を形成し、（ｂ）接点成形容器に入れた高温に耐
える導電性の第１成分より成る粉末の内部に高密度の円
板形塊状片を粉末の一方の表面から僅かに離隔させて配
置し、（ｃ）塊状片及び粉末を成形容器内で焼結させ
て、前記塊状片より成る高密度部分を持つ電気接点部材
を形成し、（ｄ）導電性の高い第２成分を焼結成形され
た電気接点部材に含浸させて、電気接点部材の密度の低
い部分が所望濃度の導電性の高い第２成分を含有するよ
うにした電気接点部材の製造方法が提供される。
好ましい接点材料は、クロム−銅製の部材である。所定
高密度の円板形塊状片を最初にクロムと銅の混合物から
形成する。高密度の塊状片を接点成形容器内のクロム粉
末の中に配置する。塊状片が埋め込まれたクロム粉末を
焼結して、高密度塊状片を含んだ電気接点予備成形品を
作る。焼結成形した電気接点予備成形品に銅を含浸させ
て、アーク接点面を所望の銅濃度とし、電気接点の中央
背面部分の高密度塊状片部分に銅製の支持ステムにろう
づけする。
高密度の円板形塊状片を最初にクロムと銅の混合物から
形成する。高密度の塊状片を接点成形容器内のクロム粉
末の中に配置する。塊状片が埋め込まれたクロム粉末を
焼結して、高密度塊状片を含んだ電気接点予備成形品を
作る。焼結成形した電気接点予備成形品に銅を含浸させ
て、アーク接点面を所望の銅濃度とし、電気接点の中央
背面部分の高密度塊状片部分に銅製の支持ステムにろう
づけする。
本発明をより明確に理解できるようにするため、以下に
添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例を説明
する。
添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例を説明
する。
第１図において、真空断続器10は、ほぼ円筒形の絶縁本
体部分12と、本体部分12の対向両端部にある密閉端部部
材14及び16とから成る。導電性支持ロッド即ち支持ステ
ム18が端部部材14を貫通しており、導電性支持ステム18
の末端部に電気接点20が支持されている。もう１本の導
電性支持ロッド即ち支持ステム22が、反対側の端部部材
16とステム22の移動を許容するベロー24とを貫通してい
る。以下に詳細に説明するように、電気接点部材26が支
持ステム22の末端部に支持されている。密閉外被12の内
部のベロー24の周囲には複数の蒸気遮蔽部材28、30及び
32が配設されている。ベロー24の周囲には、さらにもう
１つの遮蔽部材34が配設されている。
体部分12と、本体部分12の対向両端部にある密閉端部部
材14及び16とから成る。導電性支持ロッド即ち支持ステ
ム18が端部部材14を貫通しており、導電性支持ステム18
の末端部に電気接点20が支持されている。もう１本の導
電性支持ロッド即ち支持ステム22が、反対側の端部部材
16とステム22の移動を許容するベロー24とを貫通してい
る。以下に詳細に説明するように、電気接点部材26が支
持ステム22の末端部に支持されている。密閉外被12の内
部のベロー24の周囲には複数の蒸気遮蔽部材28、30及び
32が配設されている。ベロー24の周囲には、さらにもう
１つの遮蔽部材34が配設されている。
クロム−銅電気接点20及び26は、単純な円板形の部材で
あってもよいが、アークを円形に方向づける力を生じる
複数の螺線形アームを備え、接点の開離運動に際して生
じるアークの方向を規制し、接点表面の局部的加熱を最
小にする構造にするのが一般的である。
あってもよいが、アークを円形に方向づける力を生じる
複数の螺線形アームを備え、接点の開離運動に際して生
じるアークの方向を規制し、接点表面の局部的加熱を最
小にする構造にするのが一般的である。
本発明の改良型電気接点20及び26、並びにその製造方法
は、第２図及び第３図を参照すれば最も分かりやすい。
第２図において、高温に耐える耐火物製容器36は接点の
形を定める体積部38を有し、この体積部38には細かく粉
砕されたクロム粉末40が充填されている。容器36の中の
クロム粉末の上面44近傍は、クロム90％と銅10％とから
成る圧縮した高密度の塊状片42が埋め込まれている。こ
の上面44は、製造後電気接点の背面部となり、この面上
に銅製の導電性ステムがろうづけされる。反対側の表面
46は、電気接点のアーク接点面となる。この圧縮した高
密度塊状片42は、約10重量％の銅粉末を約90重量％のク
ロム粉末と混合し、理論密度の約83％の密度になるまで
圧縮することにより、製造される。公称直径４インチ
（10.16cm）の電気接点の場合、圧縮した高密度塊状片
の直径を約２インチ（約5.08cm）、厚みを約0.5インチ
（約1.27cm）にするのが一般的である。埋め込んだ高密
度塊状片42はクロム粉末によって覆われており、塊状片
42を覆う上面部44におけるクロム粉末層の厚みは約0.20
インチ（0.504cm）である。塊状片を埋め込んだクロム
粉末をアーバー・プレス（arbor press）で突き固め、
真空焼結炉の内部で容器を約1250℃で約４時間加熱す
る。真空焼結工程後、焼結された接点材料を容器36から
取り出して、焼結されたクロム母材に銅を含浸させる。
この銅含浸は周知の技術であり、上記の米国特許第3,81
8,163号明細書に記載された、焼結された母材接点を銅
と接触させ加熱して銅をクロム母材の内部に含浸させる
技術である。
は、第２図及び第３図を参照すれば最も分かりやすい。
第２図において、高温に耐える耐火物製容器36は接点の
形を定める体積部38を有し、この体積部38には細かく粉
砕されたクロム粉末40が充填されている。容器36の中の
クロム粉末の上面44近傍は、クロム90％と銅10％とから
成る圧縮した高密度の塊状片42が埋め込まれている。こ
の上面44は、製造後電気接点の背面部となり、この面上
に銅製の導電性ステムがろうづけされる。反対側の表面
46は、電気接点のアーク接点面となる。この圧縮した高
密度塊状片42は、約10重量％の銅粉末を約90重量％のク
ロム粉末と混合し、理論密度の約83％の密度になるまで
圧縮することにより、製造される。公称直径４インチ
（10.16cm）の電気接点の場合、圧縮した高密度塊状片
の直径を約２インチ（約5.08cm）、厚みを約0.5インチ
（約1.27cm）にするのが一般的である。埋め込んだ高密
度塊状片42はクロム粉末によって覆われており、塊状片
42を覆う上面部44におけるクロム粉末層の厚みは約0.20
インチ（0.504cm）である。塊状片を埋め込んだクロム
粉末をアーバー・プレス（arbor press）で突き固め、
真空焼結炉の内部で容器を約1250℃で約４時間加熱す
る。真空焼結工程後、焼結された接点材料を容器36から
取り出して、焼結されたクロム母材に銅を含浸させる。
この銅含浸は周知の技術であり、上記の米国特許第3,81
8,163号明細書に記載された、焼結された母材接点を銅
と接触させ加熱して銅をクロム母材の内部に含浸させる
技術である。
第３図からわかるように、完成した電気接点20は背面部
に高密度部分42を含むが、この高密度部分42は塊状片の
寸法によって定まる所定距離だけ接点内に延びている。
クロム母体に含浸させる銅の量は、広い範囲で変化させ
ることができる。代表的な実施例においては、含浸後の
完成接点の銅含浸量は、接点のアーク発生部分で約55
％、成形された接点の高密度塊状片部分で約27％であ
る。塊状片の密度が高いため電気接点の残りの部分と比
較して、高密度塊状片部分内部への銅の実効含浸量が抑
えられる。
に高密度部分42を含むが、この高密度部分42は塊状片の
寸法によって定まる所定距離だけ接点内に延びている。
クロム母体に含浸させる銅の量は、広い範囲で変化させ
ることができる。代表的な実施例においては、含浸後の
完成接点の銅含浸量は、接点のアーク発生部分で約55
％、成形された接点の高密度塊状片部分で約27％であ
る。塊状片の密度が高いため電気接点の残りの部分と比
較して、高密度塊状片部分内部への銅の実効含浸量が抑
えられる。
第３図に示すように、電気接点20の背面を機械加工し、
銅製の支持ステム52を受容する環状リム50を高密度部分
42に形成する。接点の高密度部分42にリム50を形成した
後、最終ろうづけ工程のために、銅製ステム52の直径減
少末端部56と高密度接点部分42との間にろうづけ材料の
円板54を配置する。銅製ステムの周囲にろうづけリング
58を配置して、ステムと環形リムの間でろうづけ環状帯
を形成させる。
銅製の支持ステム52を受容する環状リム50を高密度部分
42に形成する。接点の高密度部分42にリム50を形成した
後、最終ろうづけ工程のために、銅製ステム52の直径減
少末端部56と高密度接点部分42との間にろうづけ材料の
円板54を配置する。銅製ステムの周囲にろうづけリング
58を配置して、ステムと環形リムの間でろうづけ環状帯
を形成させる。
銅製の支持ステムと電気接点の高密度部分の間のろうづ
け結合は、構造的安定性を持つことが確認されている。
好ましい実施例に記載した密度並びに予備成形塊状片及
び最終製品である電気接点中の銅含有率を変えるのは容
易である。予備成形塊状片中の銅の含有率は、圧縮され
て所望密度にされるクロム粉末に必要な結合力を与える
に充分な低さでよい。予備成形された塊状片の密度は一
体性を保持するに充分な大きさで、クロム粉末と比較し
て充分高い値であり、このため塊状部が高密度のまま
で、クロム粉末から成る残りの部分に優先的な銅含浸を
行うことができるものであればよい。
け結合は、構造的安定性を持つことが確認されている。
好ましい実施例に記載した密度並びに予備成形塊状片及
び最終製品である電気接点中の銅含有率を変えるのは容
易である。予備成形塊状片中の銅の含有率は、圧縮され
て所望密度にされるクロム粉末に必要な結合力を与える
に充分な低さでよい。予備成形された塊状片の密度は一
体性を保持するに充分な大きさで、クロム粉末と比較し
て充分高い値であり、このため塊状部が高密度のまま
で、クロム粉末から成る残りの部分に優先的な銅含浸を
行うことができるものであればよい。
第１図は、真空断続器の一部を断面で示す立面図であ
る。 第２図は、クロム粉末と圧縮された高密度のクロム−銅
塊状片とを入れた焼結装置または焼結容器の断面を示す
側面図である。 第３図は、ろうづけによる最終組立て前の銅製の導電性
支持ステム及びそれから離れた状態にある電気接点の一
部を断面図で示す立面図である。 10……真空断続器 20……電気接点部材 22、52……支持ステム 42……高密度部分
る。 第２図は、クロム粉末と圧縮された高密度のクロム−銅
塊状片とを入れた焼結装置または焼結容器の断面を示す
側面図である。 第３図は、ろうづけによる最終組立て前の銅製の導電性
支持ステム及びそれから離れた状態にある電気接点の一
部を断面図で示す立面図である。 10……真空断続器 20……電気接点部材 22、52……支持ステム 42……高密度部分
Claims (7)
- 【請求項１】高温に耐える導電性の第１成分と導電性の
高い第２成分とから成る焼結体で構成され、ろうづけに
より導電性支持ステムに電気的に接続可能な、ほぼ円板
形の真空断続器用電気接点部材であって、アーク発生側
とは反対の接点の面に高密度接点部分を有し、この高密
度接点部分が接点の本体内に延びており、このため接点
部材を導電性支持ステムとろうづけできることを特徴と
する接点部材。 - 【請求項２】接点部材の第１成分がクロムであり、第２
成分が銅であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の接点部材。 - 【請求項３】高密度接点部分の銅含有率が27重量％であ
り、接点部材の他の部分の銅含有率が55重量％であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の接点部
材。 - 【請求項４】高温に耐える導電性の第１成分と導電性の
高い第２成分とから成り、ほぼ円板形であってアーク発
生面とは反対側の面を導電性支持ステムとろうづけでき
る構造の真空断続器用電気接点部材の製造方法であっ
て、 （ａ）高温に耐える導電性の第１成分と導電性の高い第
２成分の混合粉末から高密度の円板形の塊状片を形成
し、 （ｂ）接点成形容器に入れた高温に耐える導電性の第１
成分より成る粉末の内部に高密度の円板形塊状片を粉末
の一方の表面から僅かに離隔させて配置し、 （ｃ）塊状片及び粉末を成形容器内で焼結させて、前記
塊状片より成る高密度部分を持つ電気接点部材を形成
し、 （ｄ）導電性の高い第２成分を焼結成形された電気接点
部材に含浸させて、電気接点部材の密度の低い部分が所
望濃度の導電性の高い第２成分を含有するようにした電
気接点部材の製造方法。 - 【請求項５】第１成分がクロムであり、第２成分が銅で
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の方
法。 - 【請求項６】円板形塊状片のクロム対銅の比が90対10で
あり、塊状片の密度が理論最大密度の83％であることを
特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の方法。 - 【請求項７】電気接点部材の低密度部分の銅含有率が55
重量％、後で導電性支持ステムにろうづけされる高密度
部分の銅含有率が27重量％になるような量の銅を焼結成
形された電気接点部材に含浸させることを特徴とする特
許請求の範囲第５項または第６項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/452,263 US4513186A (en) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Vacuum interrupter contact structure and method of fabrication |
| US452263 | 1982-12-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59121724A JPS59121724A (ja) | 1984-07-13 |
| JPH0731965B2 true JPH0731965B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=23795776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58241826A Expired - Lifetime JPH0731965B2 (ja) | 1982-12-22 | 1983-12-20 | 真空断続器用の電気接点部材及びその製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4513186A (ja) |
| EP (1) | EP0113208B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0731965B2 (ja) |
| AU (1) | AU573551B2 (ja) |
| DE (1) | DE3367820D1 (ja) |
| IN (1) | IN161393B (ja) |
| ZA (1) | ZA839158B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6054124A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-28 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器 |
| US4698467A (en) * | 1985-10-24 | 1987-10-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrodes of vacuum switch |
| US4699763A (en) * | 1986-06-25 | 1987-10-13 | Westinghouse Electric Corp. | Circuit breaker contact containing silver and graphite fibers |
| JP2941682B2 (ja) * | 1994-05-12 | 1999-08-25 | 株式会社東芝 | 真空バルブ及びその製造方法 |
| DE19902499C2 (de) * | 1999-01-22 | 2001-02-22 | Moeller Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Kontaktanordnung für eine Vakuumschaltröhre |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1960767B2 (de) * | 1969-12-03 | 1972-05-10 | Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München | Vakuumschalter-kontakt und verfahren zu seiner herstellung |
| US3711665A (en) * | 1971-02-16 | 1973-01-16 | Allis Chalmers Mfg Co | Contact with arc propelling means embodied therein |
| DE2346179A1 (de) * | 1973-09-13 | 1975-06-26 | Siemens Ag | Verbundmetall als kontaktwerkstoff fuer vakuumschalter |
| GB1504666A (en) * | 1975-03-22 | 1978-03-22 | Gemvac Kk | Vacuum power interrupter and method of making the same |
| DE2536153B2 (de) * | 1975-08-13 | 1977-06-08 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen mehrschichtiger kontaktstuecke fuer vakuummittelspannungsleistungsschalter |
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| US4190753A (en) * | 1978-04-13 | 1980-02-26 | Westinghouse Electric Corp. | High-density high-conductivity electrical contact material for vacuum interrupters and method of manufacture |
-
1982
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